DE8034256U1 - Verbindungsvorrichtung - Google Patents

Description

Patentanwälte ·' · "'* ³ ΓΪ-.:*· '·.."··*

Kratzsch	Mülbergerstr. 65	Dipl.-Ing. Volkhard Kratzsch
Schulz	D-7300 Esslingen	Dipl.-Ing. Klaus Schulz
N3U0 Rui.-i^miner:	Telefon Stuttgart (0711) 35 99 92	Deutsche Bank Esslingen 210906
(C711)31 7000	cable «krapatent» esslingenneckar	Postscheckamt Stuttgart 10004-701

Luchaire S. A. 22. Dezember 1980

F - 75 Paris Anwaltsakte 31B2

Verbindungsvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung für zwei mechanische Teile, die einem gewissen Winkelversatz in Bezug zueinander ausgesetzt sind, z.B. Kardange- " lenke oder Kugelgelenke. Man kennt bereits Verbindungsvorrichtungen dieser Art, bei denen beide Teils mittels einer elastischen biegsamen Verbindung in Position hintereinander gehalten sind, welche eine auf gegenseitige Annäherung beider Teile hinwirkende Kraft übertragen kann und dabei einen Winkelversatz zuläßt.

In der US-PS 30 47 315 ist eine etwa kugelgelenkige Verbindungsvorrichtung zwischen zwei Teilen eines Auspuffrohres beschrieben, die mittels einer Feder miteinander in drehbaren Kontakt gehalten sind. Die Feder ist zwischen einem Element des Gelenkes und einer Verlängerung in Form einer Glocke des anderen Elementes des Gelenkes zusammengedrückt, welche die Feder abdeckt. Diese Verbindungsvorrichtung bekannter Art birgt verschiedene Nachteile in sich, die daraus resultieren, daß die Verlängerung in Form der Glocke die Größe des relativen, möglichen Winkelversatzes zwischen den beiden Elementen des Gelenkes verringern kann und sich vor

allem der natürlichen Abkühlung der Feder widersetzen kann, so daß die Auspuffgase eine so hohe Temperatur führen können, daß die Feder ihre Elastizität durch "Wärmebehandlung", etwa ' ähnlich einem Weichglühen, verlieren kann.

Die Verbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung mit den eingangs erläuterten Gattungsmerkmalen ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die elastische biegsame Verbindung eine Schraubenfeder aufweist, die zwischen zwei Widerlagern oder Haltern, von denen jedes außen an einem der Teile vorhanden ist, zusammengedrückt ist und die deren am Ende verbundene Teile umgibt.

Die vorliegende Erfindung kann insbesondere zur Verbindung von zwei Rohrteilen dienen, die z.3. Teile einer Auspuffleitung eines Motors mit innerer Verbrennung sind, insbesondere eines Automobilmotors. Diese Verbindung weist dann ein Gelenk auf, das eine Erweiterung am Ende des einen Rohrteiles aufweist, die mit einer Verengung am Ende des anderen Rahrteiles zusammengebaut ist. Bei dieser Gestaltung und Anwendung ist dann erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, daß die Erweiterung am einen Rohrteil im Inneren der Verengung am anderen Rohiteil aufgenommen ist und damit in Eingriff steht und daß die Schraubenfeder Zylinderform hat und zwischen zwei Ringen,- vorzugsweise in Gestalt von Ringplatten, zusammengedrückt ist, die auf der Außenseite des jeweils zugeordneten Rohrteiles in geeignetem Abstand von dem Ende dieses, das das Gelenk bildet, abgestützt sind. Man hat festgestellt, daß es dank dieser erfindungsgemäßen Gestaltung möglich ist, die zusammengedrückte Schraubenfeder so zu gestalten, anzuordnen und einzustellen, daß eine ausreichende Kraft wirksam ist, die auf sichere Weise jedes Auseinanderbewegen der Gelenk- oder Drehverbindung der beiden rohrförmigen Teile verhindert, selbst dann, wenn das am Motorgehäuse fixierte Rohrteil von diesem extrem

-δ-

Ι
I
* ■ heftige Stoßmomente empfängt.

Die Erfindung betrifft gleichermaßen die Verbesserung von Vorrichtungen zur Drehverbindung oder kugelgelenkähnlichen Verbindung von zwei Rohrteilen einer Auspuffleitung für Motoren mit innerer Verbrennung, insbesondere für Automobilmotoren. Diese Verbesserung führt zur Vermeidung des Erweichens der Schraubenfeder durch Wärmeeinwirkung, welche die zusammengebaute, drehbare Einheit zusammenhält= Diese aufgrund thermischer Einwirkung erfolgende Entspannung der Feder geschieht aufgrund der intensiven Wärmeeinwirkung von den zwei Rohrteilen der Auspuffleitung auf die Schraubenfeder, welche oft aufgrund der sehr heißen, hindurijhströmenden Gase zum Rotglühen gebracht werden. Die erfindungsgemäße Verbesserung besteht im wesentlichen darin, daß die Schraubenfeder in zylindrischer Form einen Innendurchmesser aufweist, der merklich größer ist als der Außendurchmesser der beiden Rohrteile an deren größter Durchmesserstelle. Ferner besteht die Verbesserung darin, daß zwei rohrförmige, z.B. durch metallische Ringhülsen gebildete, Hitzeschilde an den einander zugewandten Flächen jj der beiden Federwiderläger, insbesondere Ringe, befestigt

und derart angeordnet sind, daß diese rohrförmigen Ringhülsen sich gegeneinander gerichtet in einem Ringraum zwischen den Rohrteilen einerseits und der Schraubenfeder andererseits und dabei mit Winkelversatzmöglichkeit für die Rohrteile erstrecken. Dank dieser erfindungsgemäßen Gestaltung kann die Schraubenfeder z.B. auf dunkle Rotglut gehalten werden, ein Temperaturniveau, das sicher ein Weichglühen und Weichmachen der Schraubenfeder vermeidet.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, die zwei Ausführungsbeispiele der Verbindungsvorrichtung zeigt, die zur gelenkigen Verbindung von zwei Rohrteilen einer Auspuffleitung für Automobilmotoren dient. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen, axialen Halbschnitt einer Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 einen schematischen, axialen Halbschnitt

einer Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 ist eine Auspuffleitung zum Teil gezeigt, die ein metallisches Rohrteil 1, vorzugsweise mit kreisförmigem Querschnitt, und ein metallisches Rohrteil 2 aufweist. Das Rohrteil 1 ist mit seinem nicht gezeigten linken Ende an einem Automobilmotor, z.B. seinem Gehäuse, befestigt. An seinem rechten Ende weist das Rohrteil 1 eine kugelförmige Erweiterung 4 auf. Die Abmessungen des Rohrteiles 2, in Querrichtung gemessen, sind zumindest im wesentlichen so groß wie diejenigen des anderen Rohrteiles 1. Das nicht sichtbare rechte Ende dss Rohrteiles 2 ist am Chassis des Automobils befestigt und so hergerichtet, daß es an den nicht gezeigten Auspufftopf angeschlossen werden kann. Das sichtbare linke Ende des Rohrteiles 2 weist eine kugelförmige Verengung 5 auf. Der Innendurchmesser der Verengung 5 ist kaum größer als der Außendurchmesser der Erweiterung 4. Erfindungsgemäß ist die Erweiterung 4 des Rohrteiles 1 im Inneren der Verengung 5 des anderen Rohrteiles 2 aufgenommen und wirkt mit dieser zusammen. Ferner ist eine zylindrische Schraubenfeder 9 vorgesehen, die zwischen zwei Vorsprüngen, Haltern od. dgl. zusammengedrückt ist. Diese bestehen beim ersten Ausführungsbeispiel aus zwei Ringen 11 und 12 in Gestalt

• · ■

von Ringplatten, die auf der Außenfläche des zugeordneten Rohrteiles 1 bzw. 2 angeschweißt und abgestützt sind, und zwar im geeigneten Abstand a_ bzw. jp_ von demjenigen Rohrteilende, das die kugelförmige oder kugelgelenkähnliche Verbindung 3 bildet. Die zusammengedrückte Feder 9 hält die beiden Teile, nämlich die Erweiterung 4 und die Verengung 5 des Gelenkes 3, fortwährend und dauerhaft in Kontakt und in Eingriff miteinander. Dabei kann die Feder 9 leicht so dimensioniert werden, daß ihre Angriffskraft, mit der die Teile 4 und 5 des Gelenkes 3 in Eingriff gehalten werden, nicht durch die stärksten Stöße oder Schwingungen überschritten werden kann, die vom Motor her auf das daran fixierte Rohrteil 1 übertragen werden. Die Gelenkverbindung 3 erlaubt es dem Rohrteil 1, den Bewegungen des Motors relativ zum Chassis des Automobils durch Winkelversatz, z.B. um einige Winkelgrade, relativ zum Rohrteil 2, das fest mit dem Chassis verbunden ist, zu folgen. Außerdem dämpft die Feder 9 die Stöße und Schwingungen, die das Rohrteil 1 auf das Rohrteil 2 überträgt. Zwischen den Teilen 4 und 5 der Gelenkverbindung kann außerdem eine nicht gezeigte Verschleißeinlage, die menikusähnlich sichelförmig oder halbkreisförmig ist, z.B. aus Kohlenstoff-Graphit oder aus Sphärolitguß, eingelegt sein.

Gemäß einer weiteren Besondprheit der Erfindung ist der Innendurchmesser DJ. der zylindrischen Schraubenfeder 9 beachtlich größer als der Außendurchmesser De an der größten Stelle der beiden Rohrteile, insbesondere des Röhrteiles 2. An den einander zugewandten Stirnflächen der beiden Ringe 11 und 12 sind jeweils zugeordnete metallische Ringhülsen 13 bzw. 14 angeschweißt. Diese Ringhülsen 13 und 14, die jeweils gleich großen Durchmesser haben können, erstrecken sich innerhalb des Ring- raumes, der zwischen den Rohrteilen 1 und 2 einerseits

-a-

und der Schraubenfeder 9 andererseits gebildet ist, und sind dabei gegeneinander gerichtet. Die freien Enden der Ringhülsen 13, 14 enden in einem Abstand £ voneinander, der die relativen Winkelbewegungen der Rohrteile 1 und 2 um das Kugelgelenk 3 ermöglicht. Die beiden Ringhülsen 13 und 14 bilden rohrförmige Hitzeschilde, die die Wärmeübertragung durch Strahlung von den beiden Rohrteilen 1 und 2 zur Schraubenfeder 9 stark reduzieren.

Der in Fig. 2 gezeigte Teil der Auspuffleitung gemäB dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel gemäB Fig. 1 nur in folgenden Punkten. Hier ist es die Erweiterung 5 am Rahrteil 2, die sich von außen um die Verengung 4 am Rohrteil 1 erstreckt und daran angreift. Die beiden Ringe 11 und 12 für die Schraubenfeder 9 haben die Form von Spiralflügeln, die innerhalb der letzten Schraubenwindungen der Feder 9 mit dieser in Eingriff sind und so die Feder 9 zusammengedrückt halten. Die Feder 9 hält die Erweiterung 5 des Gelenkes immer in Eingriff mit dem Teil 4. Die beiden metallischen Ringhülsen 13 und 14 bilden in gleicher Weise Hitzeschilde zwischen den Rohrteilen 1 und 2 einerseits und der Schraubenfeder 9 andererseits.

Die Erfindung ist nicht auf die beiden zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt alle ihre Varianten.

Die rohrförmigen Hitzeschilde können aus isolierendem und vorzugsweise feuerfestem Material bestehen. Ihre Verwendung ist fakultativ.

Anstelle der Ringe (Fig. 1) oder der Spiralflügel (Fig.2) können die Halter, Vorsprünge oder Sützen für die Schraubenfeder auch aus radialen Federwiderlagern bestehen, z.B.

ι i ι ι ■ · · · * Γ · '

aus Nocken, Stiften cd. dgl., die an den AuBenflachen des jeweils zugeordneten Rahrteiles fixiert sind.

Die Verbindungsvorrichtung mit Kugelgelenk und zusammengedrückter Feder gemäß der Erfindung ist gleichermaßen für alle anderen Paare von Teilen verwendbar, die empfindlich gegen bestimmte relative Winkelversetzungen sind, wie z.B. Kardangelenke oder Kugelgelenke. ·

Claims (3)

Schutzansprüche

1. Verbindungsvorrichtung für zwei Teile, die in Bezug zueinander einem Winkelversatz ausgesetzt sind, z. B. Kardangelenke oder Kugelgelenkei wobei beide Teile mittels einer elastischen biegsamen Verbindung in Position hintereinander gehalten sind, welche eine auf gegenseitige Annäherung beider Teile hinwirkende, dabei einen Winkelversatz zulassende Kraft übertragen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische biegsame Verbindung eine Schraubenfeder(9)aufweist, die zwischen zwei Widerlagern ader Haltern (11, 12), von denen jedes außen an einem der Teile (1, 2) vorhanden ist, zusammengedrückt ist und die deren am Ende verbundene Teile

(3, 4) umgibt.

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Rohrteile (1, 2), die mittels eines Gelenkes C3) verbunden sind, das eine Erweiterung (4) am Ende des einen Rohrteiles (1) aufweist, die mit einer Verengung (5) am Ende des anderen Rohrteiles (2) zusammengebaut ist, und dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (4) am einen Rohrteil (1) im Inneren der Verengung (5J des anderen Rohrteiles (2) aufgenommen ist und damit in Eingriff steht und daß die Schraubenfeder C9) Zylinderform hat und zwischen zwei Ringen C11, 12), vor-

zugsweise in Gestalt von Ringplatten, zusammengedrückt ist, die auf der Außenseite des jeweils zugeordneten Rohrteiles (1, 2) in geeignetem Abstand von dem Ende dieses, das das Gelenk (3) bildet, abgestützt sind.

3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 2, für eine Auspuffleitung von Motoren mit innerer Verbrennung, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser CDi) der zylindrischen Schraubenfeder (9) merklich größer ist als der Außendurchmesser (De) der beiden Rohrteile (1, 2) an deren größter Durchmesserstelle und daß zwei rohrförmige, z.B. durch metallische Ringhülsen (13, 14) gebildete, Hitzeschilde an den einander zugewandten Flächen der beiden Ringe (11, 12) in Gestalt von Ringplatten, die als Federwiderlager dienen, befestigt und derart angeordnet sind, daß diese rohrförmigen Ringhülsen (13, 14) sich gegeneinander gerichtet in einem Ringraum zwischen den Rohrteilen (1, 2) einerseits und der Schraubenfeder (3) andererseits vorzugsweise mit Axialabstand und mit Winkelversatzmöglichkeit für die Rohrteile (1, 2) erstrecken.